动能定理题型及例题讲解
动能定理专项训练(含解析)
动能定理专项训练一、选择题1.有两个物体甲、乙,它们在同一直线上运动,两物体的质量均为m ,甲速度为v ,动能为E k ;乙速度为-v ,动能为E k ′,那么( )(A )E k ′=-E k(B )E k ′=E k(C )E k ′<E k(D )E k ′>E k2.甲、乙两个物体的质量分别为甲m 和乙m ,并且甲m =2 乙,它们与水平桌面的动摩擦因数相同,当它们以相同的初动能在桌面上滑动时,它们滑行的最大距离之比为( ). (A )1:1(B )2:1(C )1:2(D )2:13.两个物体a 和b ,其质量分别为m a 和m b ,且m a >m b ,它们的初动能相同.若它们分别受到不同的阻力F a 和F b 的作用,经过相等的时间停下来,它们的位移分别为s a 和s b ,则( ). (A )F a >F b ,s a >s b(B )F a >F b ,s a <s b (C )F a <F b ,s a >s b(D )F a <F b ,s a <s b4.一个小球从高处自由落下,则球在下落过程中的动能( ). (A )与它下落的距离成正比 (B )与它下落距离的平方成正比 (C )与它运动的时间成正比(D )与它运动的时间平方成正比5.质量为2kg 的物体以50J 的初动能在粗糙的水平面上滑行,其动能的变化与位移的关系如图所示,则物体在水平面上滑行的时间为( ). A 、5s B 、4s C 、s 22 D 、2s6.以速度v 飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的平行放置的固定金属板,若子弹穿透两块金属板后的速度分别变为0.8v 和0.6v ,则两块金属板的厚度之比为( ). (A )1:1(B )9:7(C )8:6(D )16:97.质点只受的力F 作用,F 随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上.已知t =0时质点的速度为零.在右图所示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中,质点动能最大的时刻是( ). (A )t 1(B )t 2(C )t 3(D )t 48.在平直公路上,汽车由静止开始作匀加速运动,当速度达到某一值时,立即关闭发动机后滑行至停止,其v -t 图像如图5—22所示.汽车牵引力为F ,运动过程中所受的摩擦阻力恒为f ,全过程中牵引力所做的功为W 1,克服摩擦阻力所做的功为W 2,则下列关系中正确的是().(A )F :f =1:3 (B )F :f =4:1(C )W 1:W 2=1:1(D )W 1:W 2=1:39.一个物块从斜面底端冲上足够长的斜面后,返回到斜面底端.已知小物块的初动能为E ,它返回斜面底端的速度大小为v ,克服摩擦阻力做功为2E .若小物块冲上斜面的初动能变为2E ,则有( ). (A )返回斜面底端时的动能为E(B )返回斜面底端时的动能为23E(C )返回斜面底端时的速度大小为2v (D )克服摩擦阻力做的功仍为2E10.质量为m 的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内作半径为R 的圆周运动.运动过程中,小球受到空气阻力的作用,在某一时刻小球通过轨道最低点时绳子的拉力为7mg ,此后小球继续作圆周运动,转过半个圆周恰好通过最高点,则此过程中小球克服阻力所做的功为( ).(A )mgR (B )2mgR (C )3mgR (D )4mgR11.一小球用轻绳悬挂在某固定点,现将轻绳水平拉直,然后由静止开始释放小球,考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程().(A )小球在水平方向的速度逐渐增大 (B )小球在竖直方向的速度逐渐增大 (C )到达最低位置时小球线速度最大(D )到达最低位置时绳中的拉力等于小球重力12.如图所示,板长为L ,板的B 端静止放有质量为m 的小物体,物体与板的动摩擦因数为μ.开始时板水平,在缓慢转过一个小角度α的过程中,小物体保持与板相对静止,则在这个过程中().(A )摩擦力对小物体做功为μmgLcosα(1-cosα) (B )摩擦力对小物体做功为mgLsinα(1-cosα) (C )弹力对小物体做功为mgLcosαsinα (D )板对小物体做功为mgLsinα13.如图所示,物体自倾角为θ、长为L 的斜面顶端由静止开始滑下,到斜面底端时与固定挡板发生碰撞,设碰撞时无机械能损失.碰后物体又沿斜面上升,若到最后停止时,物体总共滑过的路程为s ,则物体与斜面间的动摩擦因数为( )(A )sLsin θ(B )θssin L (C )sLtan θ(D )θstan L二、填空题14.一个质量是2kg 的物体以3m /s 的速度匀速运动,动能等于______J .15.火车的质量是飞机质量的110倍,而飞机的速度是火车速度的12倍,动能较大的是______. 16.两个物体的质量之比为100:1,速度之比为1:100,这两个物体的动能之比为______.17.一个物体的速度从0增加到v ,再从v 增加到2v ,前后两种情况下,物体动能的增加量之比为______. 18.甲、乙两物体的质量之比为2:1m :m =乙甲,它们分别在相同力的作用下沿光滑水平面从静止开始作匀加速直线运动,当两个物体通过的路程相等时,则甲、乙两物体动能之比为______.19.自由下落的物体,下落1m 和2m 时,物体的动能之比是______;下落1s 和2s 后物体的动能之比是______.20.甲、乙两物体的质量比m 1:m 2=2:1,速度比v 1:v 2=1:2,在相同的阻力作用下滑行至停止时通过的位移大小之比为_____.21.一颗质量为10g 的子弹,射入土墙后停留在0.5m 深处,若子弹在土墙中受到的平均阻力是6400N .子弹射入土墙前的动能是______J ,它的速度是______m /s .22.质量为m 的物体,作加速度为a 的匀加速直线运动,在运动中连续通过A 、B 、C 三点,如果物体通过AB 段所用时间和通过BC 段所用的时间相等,均为T ,那么物体在BC 段的动能增量和在AB 段的动能增量之差为______.23.质量m =10kg 的物体静止在光滑水平面上,先在水平推力F 1=40N 的作用下移动距离s 1=5m ,然后再给物体加上与F 1反向、大小为F 2=10N 的水平阻力,物体继续向前移动s 2=4m ,此时物体的速度大小为______m /s .24.乌鲁木齐市达坂城地区风力发电网每台风力发电机4张叶片总共的有效迎风面积为s ,空气密度为ρ、平均风速为v .设风力发电机的效率(风的动能转化为电能的百分比)为η,则每台风力发电机的平均功率P =______.25.一人坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为15m 的斜坡滑下,到达底部时速度为10m /s .人和雪橇的总质量为60kg ,下滑过程中克服阻力做的功等于______J (g 取10m /s 2) 三、应用题26.如图所示,一个物体从斜面上高h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,测得停止处与开始运动处的水平距离为s,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同,求动摩擦因数μ.27.一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多大?若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大?28.一辆汽车质量为m,从静止开始起动,沿水平面前进了距离s后,就达到了最大行驶速度v.设汽max车的牵引力功率保持不变,所受阻力为车重的k倍,求:(1)汽车的牵引功率.(2)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间.29.如图所示,斜面倾角为θ,滑块质量为m,滑块与斜面的动摩擦因数为μ,从距挡板为s0的位置以v0的速度沿斜面向上滑行.设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变,斜面足够长.求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程s30.在光滑水平面上有一静止的物体,现以水平恒力F1推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力F2推这一物体.当F2作用时间与F1的作用时间相同时,物体恰好回到出发点,此时物体的动能为32J.求运动过程中F1和F2所做的功.参考答案1、B解析:动能是标量,由可得答案为B。
高考物理动能与动能定理试题经典及解析
(2)如果传送带保持不动,玩具滑车到达传送带右端轮子最高点时的速度和落水点位置。
(3)如果传送带是在以某一速度匀速运动的(右端轮子顺时针转),试讨论玩具滑车落水点与传送带速度大小之间的关系。
【答案】(1)80N;(2)6m/s,6m;(3)见解析。
【解析】
【详解】
【点睛】
经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。
2.如图所示,斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C,整个装置竖直固定,D是最低点,圆心角∠DOC=37°,E、B与圆心O等高,圆弧轨道半径R=0.30m,斜面长L=1.90m,AB部分光滑,BC部分粗糙.现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑,物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数μ=0.75.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力.求:
高考物理动能与动能定理试题经典及解析
一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理
1.如图所示,半径R=0.5 m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高,B为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道的右端C与一倾角θ=37°的粗糙斜面相切。一质量m=1kg的小滑块从A点正上方h=1 m处的P点由静止自由下落。已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2。
【解析】
试题分析:小物块从开始运动到与挡板碰撞,重力、摩擦力做功,运用动能定理。求小物块经过B点多少次停下来,需要根据功能转化或动能定理求出小物块运动的路程,计算出经过B点多少次。小物块经过平抛运动到达D点,可以求出平抛时的初速度,进而求出在BC段上运动的距离以及和当班碰撞的次数。
动能定理典型分类例题经典题型
动能定理典型分类例题经典题型动能定理典型分类例题模型一:水平面问题1.两个质量相同的物体在水平面上以相同的初动能滑动,最终都静止,它们滑行的距离相同。
2.两个质量相同的物体在水平面上以相同的初速度滑动,最终都静止,它们滑行的距离相同。
3.一个质量为1kg的物体在不光滑的水平面上静止,施加水平外力F=2N使其滑行5m,然后撤去外力F,求物体还能滑多远。
答案为1.95m。
4.一个质量为1kg的物体在不光滑的水平面上静止,施加斜向上与水平面成37度的外力F=2N使其滑行5m,然后撤去水平外力F,求物体还能滑多远。
答案为0.98m。
5.一辆汽车在滑动摩擦系数为0.7的路面上行驶,刹车后轮子只滑动不滚动,从刹车开始到汽车停下来,汽车前进12m。
求刹车前汽车的行驶速度。
答案为10.95m/s。
6.一个质量为M的列车沿水平直线轨道以速度V匀速前进,末节车厢质量为m,在中途脱节,司机发觉时,机车已行驶L的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力。
设运动的阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的。
当列车的两部分都停止时,它们的距离为L×m/(M+m)。
模型二:斜面问题基础1.一个质量为2kg的物体在沿斜面方向拉力F=40N的作用下从静止出发沿倾角为37度的斜面上滑,物体与斜面的摩擦系数为0.40,求物体在斜面上滑行5m时的速度。
答案为6.31m/s。
基础2.一个质量为2kg的物体在水平力F=40N的作用下从静止出发沿倾角为37度的斜面上滑,物体与斜面的摩擦系数为0.40,求物体在斜面上滑行5m时的速度。
答案为6.31m/s。
基础3.一个物体以某一速度从斜面底沿斜面上滑,当它滑行4m后速度变为零,然后再下滑到斜面底。
已知斜面长5m,高3m,物体和斜面间的摩擦系数μ=0.25.求物体开始上滑时的速度及物体返回到斜面底时的速度。
答案为3.46m/s和6.71m/s。
典型例题1.一个质量为m的木块以v=10m/s初速度沿倾角为30度的斜面上滑,物体与斜面的摩擦系数为0.2,求物体在斜面上滑行5m时的速度。
(完整版)动能定理经典题型总结,推荐文档
21222121mv mv W -=动能和动能定理一、知识聚焦1、动能:物体由于运动而具有的能量叫动能. 表达式:Ek = 动能是标量,是状态量 单位:焦耳( J )221mv 2、动能定理内容:合力对物体所做的功等于物体动能的变化。
3、动能定理表达式:二、经典例题例1、(课本例题)一架喷气式飞机,质量m=5×103 kg ,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s =5.3×102m时,达到起飞速度v=60m/s ,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(k=0.02),求飞机受到的牵引力. 分析: 研究对象:飞机研究过程:从静止→起飞(V=60m/s )适用公式:动能定理:2022121mv mv W -=合 表达式:=-S f F )(221mv得到牵引力:N kmg S mv F 42108.12⨯=+=例2、将质量m=2kg 的一块石头从离地面H=2m 高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h=5cm 深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力。
(g 取10m/s2)提示 石头的整个下落过程分为两段,如图5—45所示,第一段是空中的自由下落运动,只受重力作用;第二段是在泥潭中的运动,受重力和泥的阻力。
两阶段的联系是,前一段的末速度等于后一段的初速度。
考虑用牛顿第二定律与运动学公式求解,或者由动能定理求解。
解析 这里提供三种解法。
解法一(应用牛顿第二定律与运动学公式求解):石头在空中做自由落体运动,落地速度gH v 2=在泥潭中的运动阶段,设石头做减速运动的加速度的大小为a ,则有v2=2ah ,解得g hH a =由牛顿第二定律,ma mg F =-所以泥对石头的平均阻力N=820N 。
10205.005.02)()(⨯⨯+=⋅+=+=+=mg h h H g h H g m a g m F 例题3、如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B 平滑连接着半径r =0.40m 的竖直光滑圆轨道。
高考物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
高考物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来.如图所示是滑板运动的轨道,BC 和DE 是两段光滑圆弧形轨道,BC 段的圆心为O 点、圆心角 θ=60°,半径OC 与水平轨道CD 垂直,滑板与水平轨道CD 间的动摩擦因数μ=0.2.某运动员从轨道上的A 点以v 0=3m/s 的速度水平滑出,在B 点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC ,经CD 轨道后冲上DE 轨道,到达E 点时速度减为零,然后返回.已知运动员和滑板的总质量为m =60kg ,B 、E 两点与水平轨道CD 的竖直高度分别为h =2m 和H =2.5m.求:(1)运动员从A 点运动到B 点过程中,到达B 点时的速度大小v B ; (2)水平轨道CD 段的长度L ;(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B 点?如能,请求出回到B 点时速度的大小;如不能,请求出最后停止的位置距C 点的距离. 【答案】(1)v B =6m/s (2) L =6.5m (3)停在C 点右侧6m 处 【解析】 【分析】 【详解】(1)在B 点时有v B =cos60︒v ,得v B =6m/s (2)从B 点到E 点有2102B mgh mgL mgH mv μ--=-,得L =6.5m (3)设运动员能到达左侧的最大高度为h ′,从B 到第一次返回左侧最高处有21'202B mgh mgh mg L mv μ--⋅=-,得h ′=1.2m<h =2 m ,故第一次返回时,运动员不能回到B 点,从B 点运动到停止,在CD 段的总路程为s ,由动能定理可得2102B mgh mgs mv μ-=-,得s =19m ,s =2L +6 m ,故运动员最后停在C 点右侧6m 处.2.如图所示,不可伸长的细线跨过同一高度处的两个光滑定滑轮连接着两个物体A 和B ,A 、B 质量均为m 。
高中物理动能与动能定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
(1)小车运动到 C 点时的速度大小;
(2)小车在 BD 段运动的时间;
(3)水平半圆轨道对小车的作用力大小;
(4)要使小车能通过水平半圆轨道,发动机开启的最短时间.
【答案】(1) 6m/s ;(2) 0.3s ;(3) 4 2N .;(4) 0.35s .
【解析】
【详解】
(1)由小车在 C 点受力得:
【答案】(1)8m/s (2)35J (3)5 次 【解析】 【详解】 (1)物块在 PO 过程中受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、和沿斜面向上的摩擦 力,此过程应用动能定理得:
mgL sin mgL cos 1 mv2 2
解得物块第一次接触弹簧时物体的速度的大小为:
v 2gLsin cos 8 m/s
mvA2m
WT
mg
h sin
h
2.如图所示,粗糙水平地面与半径为 R=0.4m 的粗糙半圆轨道 BCD 相连接,且在同一竖直 平面内,O 是 BCD 的圆心,BOD 在同一竖直线上.质量为 m=1kg 的小物块在水平恒力 F=15N 的作用下,从 A 点由静止开始做匀加速直线运动,当小物块运动到 B 点时撤去 F, 小物块沿半圆轨道运动恰好能通过 D 点,已知 A、B 间的距离为 3m,小物块与地面间的动 摩擦因数为 0.5,重力加速度 g 取 10m/s2.求: (1)小物块运动到 B 点时对圆轨道 B 点的压力大小. (2)小物块离开 D 点后落到地面上的点与 D 点之间的距离
2mL QE
点睛:本题是电场相关知识与动量守恒定律的综合,虽然 A 球受电场力,但碰撞的内力远
大于内力,则碰撞前后动量仍然守恒.由于两球的质量相等则弹性碰撞后交换速度.那么
A 球第一次碰后从速度为零继续做匀加速直线运动,直到发生第二次碰撞.题设过程只是
高中物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图线2得知,小球的速度先增大,后减小.根据库仑定律得知,小球所受的库仑力逐渐减小,合外力先减小后增大,加速度先减小后增大,则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动,再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动,直至速度为零.
(2)由线1可得:
EP=mgh=mgssinθ
斜率:
联立可得:v3= 。
(3)飞船方向调整前后,其速度合成矢量如图所示:
因此tan = ,离子喷出过程中,系统的动量守恒:M v=Nmv3,为了使飞船回到预定的飞行方向,离子推进器喷射出的粒子数N=
9.一质量为m=0.5kg的电动玩具车,从倾角为 =30°的长直轨道底端,由静止开始沿轨道向上运动,4s末功率达到最大值,之后保持该功率不变继续运动,运动的v-t图象如图所示,其中AB段为曲线,其他部分为直线.已知玩具车运动过程中所受摩擦阻力恒为自身重力的0.3倍,空气阻力不计.取重力加速度g=10m/s2.
(1)求在A处的正离子的速度大小v2;
(2)正离子经过区域I加速后,离开PQ的速度大小v3;
(3)在第(2)问中,假设航天器的总质量为M,正在以速度v沿MP方向运动,已知现在的运动方向与预定方向MN成 角,如图所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN,飞船启用推进器进行调整。如果沿垂直于飞船速度v的方向进行推进,且推进器工作时间极短,为了使飞船回到预定的飞行方向,离子推进器喷射出的粒子数N为多少?
动能定理应用典型例题及解析
动能定理应用典型例题及解析
动能定理是经典力学中非常重要的一个定理,它描述了物体的动能与物体所受力的关系。
动能定理的数学表达式是:$K = \frac{1}{2}mv^2$,其中,$K$表示物体的动能,$m$表示物体的质量,$v$表示物体的速度。
下面是一个应用动能定理的典型例题及解析:
【例题】一个质量为 $m$ 的物体在 $t=0$ 时刻从高为 $h$ 的平台上自由落下,其速度在落地瞬间达到最大值 $v$。
假设空气阻力可以忽略不计,求物体与地面接触瞬间物体的动能。
【解析】由于物体自由落下,因此只受到重力的作用,根据牛顿第二定律,物体的加速度为 $g$,即 $a=g$。
根据匀加速直线运动的公式,可以得到物体从高为 $h$ 的平台上落到地面所需的时间为$t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$,物体在落地瞬间的速度为$v=\sqrt{2gh}$。
根据动能定理,物体在落地瞬间的动能为:
$K = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}m(2gh) = mgh$
因此,物体与地面接触瞬间物体的动能为 $mgh$。
以上就是一个简单的应用动能定理的例题及解析。
动能定理是物理学中一个非常重要的定理,涉及到许多不同的物理问题,需要我们在学习时认真掌握并多做练习。
动能定理应用典型例题及解析
动能定理应用典型例题及解析
例题:一物体质量为2kg,速度为5m/s,撞向另一物体,两物体碰撞后,第一个物体反弹回来,速度为3m/s。
第二个物体
的质量为3kg,碰撞后向前运动的速度为多少?
解析:
首先,我们要明确动能定理的公式:
动能定理公式:$E_k=\frac{1}{2}mv^2$
动能定理的原理:物体所具有的动能的增量等于所受动力的功。
根据动能定理的公式,我们可以计算出碰撞前后两个物体的动能,然后通过它们在碰撞过程中的总动能守恒,来求解所需的速度。
1. 碰撞前,第一个物体的动能为:
$E_{k1}=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2} \times 2 \times 5^2=25
J$
2. 碰撞后,第一个物体的动能为:
$E'_{k1}=\frac{1}{2}mv'^2=\frac{1}{2} \times 2 \times 3^2=9 J$ 其中,$v'$表示第一个物体反弹后的速度。
3. 碰撞后,第二个物体的动能为:
$E_{k2}=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2} \times 3 \times v_f^2$ 其中,$v_f$表示第二个物体碰撞后向前运动的速度。
4. 动能守恒式:
$E_{k1}+E_{k2}=E'_{k1}+E'_{k2}$
代入数值,得到:
$25+\frac{1}{2} \times 3 \times v_f^2=9+\frac{1}{2} \times 3 \times v_f^2$
化简后得到$v_f=\frac{4}{3}m/s$。
因此,第二个物体碰撞后向前运动的速度为4/3m/s。
动能定理典型例题附答案
1、如图所示,质量m=0.5kg 的小球从距地面高H=5m 处自由下落,到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆槽半径R=0.4m.小球到达槽最低点时的速率为10m /s ,并继续滑槽壁运动直至槽左端边缘飞出,竖直上升,落下后恰好又沿槽壁运动直至从槽右端边缘飞出,竖直上升、落下,如此反复几次.设摩擦力大小恒定不变:(1)求小球第一次离槽上升的高度h.(2)小球最多能飞出槽外几次? (g 取10m /s 2)2、如图所示,斜面倾角为θ,滑块质量为m ,滑块与斜面的动摩擦因数为μ,从距挡板为s 0的位置以v 0的速度沿斜面向上滑行.设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,且每次与P 碰撞前后的速度大小保持不变,斜面足够长.求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程s.3、有一个竖直放置的圆形轨道,半径为R ,由左右两部分组成。
如图所示,右半部分AEB 是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.现在最低点A 给一个质量为m 的小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B ,小球在B 点又能沿BFA 轨道回到点A ,到达A 点时对轨道的压力为4mg1、求小球在A 点的速度v 02、求小球由BFA 回到A 点克服阻力做的功4、如图所示,质量为m 的小球用长为L 的轻质细线悬于O 点,与O 点处于同一水平线上的P 点处有一根光滑的细钉,已知OP = L /2,在A 点给小球一个水平向左的初速度v 0,发现小球恰能到达跟P 点在同一竖直线上的最高点B .则:(1)小球到达B 点时的速率?(2)若不计空气阻力,则初速度v 0为多少?(3)若初速度v 0=3gL ,则在小球从A 到B 的过程中克服空气阻力做了多少功?5、如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B 平滑连接着半径r =0.40m的竖直光滑圆轨道。
质量m =0.50kg 的小物块,从距地面h =2.7m 处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10m/s 2)(1)物块滑到斜面底端B 时的速度大小。
高考物理动能与动能定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析
高考物理动能与动能定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,圆弧轨道AB是在竖直平面内的14圆周,B点离地面的高度h=0.8m,该处切线是水平的,一质量为m=200g的小球(可视为质点)自A点由静止开始沿轨道下滑(不计小球与轨道间的摩擦及空气阻力),小球从B点水平飞出,最后落到水平地面上的D 点.已知小物块落地点D到C点的距离为x=4m,重力加速度为g=10m/s2.求:(1)圆弧轨道的半径(2)小球滑到B点时对轨道的压力.【答案】(1)圆弧轨道的半径是5m.(2)小球滑到B点时对轨道的压力为6N,方向竖直向下.【解析】(1)小球由B到D做平抛运动,有:h=12gt2x=v B t解得:10410/220.8Bgv x m sh==⨯=⨯A到B过程,由动能定理得:mgR=12mv B2-0解得轨道半径R=5m(2)在B点,由向心力公式得:2Bv N mg mR -=解得:N=6N根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力N=N=6N,方向竖直向下点睛:解决本题的关键要分析小球的运动过程,把握每个过程和状态的物理规律,掌握圆周运动靠径向的合力提供向心力,运用运动的分解法进行研究平抛运动.2.某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以v0水平速度弹射出去,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R=0.3m 的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自 B点向C点运动,C点右侧有一陷阱,C、D两点的竖直高度差h=0.2m,水平距离s=0.6m,水平轨道AB长为L1=1m,BC长为 L2 =2.6m,小滑块与 水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.5,重力加速度 g =10m/s 2.(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在 A 点弹射出的速度大小; (2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出,求小滑块在 A 点弹射出的速度大小的范围. 【答案】(1)(2)5m/s≤v A ≤6m/s 和v A ≥【解析】 【分析】 【详解】(1)小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v ,由牛顿第二定律及机械能守恒定律由B 到最高点2211222B mv mgR mv =+ 由A 到B :解得A 点的速度为(2)若小滑块刚好停在C 处,则:解得A 点的速度为若小滑块停在BC 段,应满足3/4/A m s v m s ≤≤ 若小滑块能通过C 点并恰好越过壕沟,则有212h gt =c s v t =解得所以初速度的范围为3/4/A m s v m s ≤≤和5/A v m s ≥3.如图所示,半径为R 1=1.8 m 的14光滑圆弧与半径为R 2=0.3 m 的半圆光滑细管平滑连接并固定,光滑水平地面上紧靠管口有一长度为L =2.0 m 、质量为M =1.5 kg 的木板,木板上表面正好与管口底部相切,处在同一水平线上,木板的左方有一足够长的台阶,其高度正好与木板相同.现在让质量为m 2=2 kg 的物块静止于B 处,质量为m 1=1 kg 的物块从光滑圆弧顶部的A 处由静止释放,物块m 1下滑至B 处和m 2碰撞后不再分开,整体设为物块m (m =m 1+m 2).物块m 穿过半圆管底部C 处滑上木板使其从静止开始向左运动,当木板速度为2 m/s 时,木板与台阶碰撞立即被粘住(即速度变为零),若g =10 m/s 2,物块碰撞前后均可视为质点,圆管粗细不计.(1)求物块m 1和m 2碰撞过程中损失的机械能; (2)求物块m 滑到半圆管底部C 处时所受支持力大小;(3)若物块m 与木板及台阶表面间的动摩擦因数均为μ=0.25,求物块m 在台阶表面上滑行的最大距离.【答案】⑴12J ⑵190N ⑶0.8m 【解析】试题分析:(1)选由机械能守恒求出物块1m 下滑到B 点时的速度;1m 、2m 碰撞满足动量守恒,由221B 1122E m v mv =-共机求出碰撞过程中损失的机械能;(2)物块m 由B 到C 满足机械能守恒,在C 点由牛顿第二定律可求出物块m 滑到半圆管底部C 处时所受支持力大小;(3)根据动量守恒定律和动能定理列式即可求解. ⑴设物块1m 下滑到B 点时的速度为B v ,由机械能守恒可得:2111B 12m gR m v =解得:B 6/v m s =1m 、2m 碰撞满足动量守恒:1B 12()m v m m v =+共解得;2/v m s 共=则碰撞过程中损失的机械能为:221B 111222E m v mv J =-=共机 ⑵物块m 由B 到C 满足机械能守恒:222C 11222mv mg R mv 共+⨯= 解得:C 4/v m s =在C 处由牛顿第二运动定律可得:2CN 2v F mg m R -=解得:N 190F N =⑶设物块m 滑上木板后,当木板速度为22/v m s =时,物块速度为1v , 由动量守恒定律得:C 12mv mv Mv =+ 解得:13/v m s =设在此过程中物块运动的位移为1x ,木板运动的位移为2x ,由动能定理得: 对物块m :2211C 1122mgx mv mv μ-=- 解得:1 1.4x m = 对木板M :22212mgx Mv μ= 解得:20.4x m =此时木板静止,物块m 到木板左端的距离为:3211x L x x m =+-= 设物块m 在台阶上运动的最大距离为4x ,由动能定理得:23411()02mg x x mv μ-+=-解得:40.8x m =4.如图所示,在竖直平面内的光滑固定轨道由四分之一圆弧AB 和二分之一圆弧BC 组成,两者在最低点B 平滑连接.过BC 圆弧的圆心O 有厚度不计的水平挡板和竖直挡板各一块,挡板与圆弧轨道之间有宽度很小的缝隙.AB 弧的半径为2R ,BC 弧的半径为R .一直径略小于缝宽的小球在A 点正上方与A 相距23R处由静止开始自由下落,经A 点沿圆弧轨道运动.不考虑小球撞到挡板以后的反弹. (1)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点.(2)若小球能到达C 点,求小球在B 、C 两点的动能之比;若小球不能到达C 点,请求出小球至少从距A 点多高处由静止开始自由下落才能够到达C 点.(3)使小球从A 点正上方不同高度处自由落下进入轨道,小球在水平挡板上的落点到O 点的距离x 会随小球开始下落时离A 点的高度h 而变化,请在图中画出x 2h 图象.(写出计算过程)【答案】(1)13mg (2) 4∶1 (3)过程见解析【解析】 【详解】(1)若小球能沿轨道运动到C 点,小球在C 点所受轨道的正压力N 应满足N ≥0 设小球的质量为m ,在C 点的速度大小为v C ,由牛顿运动定律和向心加速度公式有N +mg =2C mv R小球由开始下落至运动到C 点过程中,机械能守恒,有22132C mgR mv = 由两式可知N =13mg 小球可以沿轨道运动到C 点.(2)小球在C 点的动能为E k C ,由机械能守恒得E k C =23mgR设小球在B 点的动能为E k B ,同理有E k B =83mgR得E k B ∶E k C =4∶1.(3)小球自由落下,经ABC 圆弧轨道到达C 点后做平抛运动。
动能定理题型及例题讲解
动能定理题型及例题讲解动能定理是物理学中的一个重要定理,描述了物体的动能与力的关系。
根据动能定理,物体的动能的变化等于作用在物体上的合外力的做功。
动能定理题型主要包括以下几类:1. 给定物体的质量、速度和加速度,求物体所受合外力的大小和方向。
例题:一个质量为2kg的物体以速度10m/s向东运动,在2s内速度变为20m/s向东,求物体所受合外力的大小和方向。
2. 给定物体的质量、速度和作用在物体上的合外力,求物体的加速度。
例题:一个质量为3kg的物体受到作用力为15N的力,使其速度从5m/s增加到15m/s,求物体的加速度。
3. 给定物体的质量、速度和加速度,求物体在某段距离上所做的功。
例题:一个质量为4kg的物体以速度10m/s向东运动,在2s内速度变为20m/s向东,求物体在这段距离上所做的功。
4. 给定物体的质量、速度和作用在物体上的合外力,求物体在某段距离上所做的功。
例题:一个质量为5kg的物体受到作用力为20N的力,使其速度从8m/s增加到20m/s,求物体在这段距离上所做的功。
解题时,首先需要根据题目给出的条件,利用动能定理的公式进行计算。
公式为:物体的动能变化等于作用在物体上的合外力的做功,即ΔKE = W。
然后,根据题目所求的量,进行代入计算。
注意单位的转换,确保计算结果的准确性。
最后,根据题目所给的信息,判断物体所受合外力的方向以及物体在某段距离上所做的功的正负。
通过练习动能定理题型,可以帮助学生巩固对动能定理的理解,并提高解题能力。
在解题过程中,需要灵活运用物理学的知识,结合实际情况进行分析和计算,培养学生的物理思维能力和解决问题的能力。
动能定理的应用(20个经典例题)
例18、如图所示,一半径为R的半圆形轨道BC与一水平面相连, C为轨道的最高点,一质量为m的小球以初速度v0从圆形轨道B点进 入,沿着圆形轨道运动并恰好通过最高点C,然后做平抛运动.求 : (1)小球平抛后落回水平面D点的位置距B点的距离; (2)小球由B点沿着半圆轨道到达C点的过程中,克服轨道摩擦 阻力做的功. [来源:]
0 f 0 0 . 2 × 3 × 1 0 2 2 a m / s 2 m / s 2 m 3
m在匀加速运动阶段的末速度为
2 v 2 a s 2 × 1 × 8 m / s 4 m / s 1 1 1
撤去 F 后,滑行 s 而停住, v 0 ,则 2 t=
2 2 v v 0 1 6 t 1 s m 4 m 2 2 a 2 × 2 2
(4)相等。即 W E E 300J k k 2 1
例2、某同学从高为h 处以速度v0 水平投 出一个质量为m 的铅球,求铅球落地时速度 大小。
解:铅球在空中运动时只有重力做功,动能增 加。设铅球的末速度为v,根据动能定理有 v0
1 2 1 2 mgh mv mv 0 2 2
mg
例10、在h高处,以初速度v0向
水平方向抛出一小球,不计空
气阻力,小球着地时速度大小
为(
C )
1 2 1 2 W 总 mv 2 mv 1 2 2
物理过程中不涉及到加 速度和时间,而只与物 体的初末状态有关的力 学问题,优先应用动能 定理。
例11、如图4所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为 R=0.8m,BC是水平轨道,长l=3m,BC处的摩擦 系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点 从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功。
物理动能与动能定理题20套(带答案)及解析
物理动能与动能定理题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,两物块A 、B 并排静置于高h=0.80m 的光滑水平桌面上,物块的质量均为M=0.60kg .一颗质量m=0.10kg 的子弹C 以v 0=100m/s 的水平速度从左面射入A ,子弹射穿A 后接着射入B 并留在B 中,此时A 、B 都没有离开桌面.已知物块A 的长度为0.27m ,A 离开桌面后,落地点到桌边的水平距离s=2.0m .设子弹在物块A 、B 中穿行时受到的阻力大小相等,g 取10m/s 2.(平抛过程中物块看成质点)求:(1)物块A 和物块B 离开桌面时速度的大小分别是多少; (2)子弹在物块B 中打入的深度;(3)若使子弹在物块B 中穿行时物块B 未离开桌面,则物块B 到桌边的最小初始距离.【答案】(1)5m/s ;10m/s ;(2)23.510B m L -=⨯(3)22.510m -⨯【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)子弹射穿物块A 后,A 以速度v A 沿桌面水平向右匀速运动,离开桌面后做平抛运 动: 212h gt =解得:t=0.40s A 离开桌边的速度A sv t=,解得:v A =5.0m/s 设子弹射入物块B 后,子弹与B 的共同速度为v B ,子弹与两物块作用过程系统动量守恒:0()A B mv Mv M m v =++B 离开桌边的速度v B =10m/s(2)设子弹离开A 时的速度为1v ,子弹与物块A 作用过程系统动量守恒:012A mv mv Mv =+v 1=40m/s子弹在物块B 中穿行的过程中,由能量守恒2221111()222B A B fL Mv mv M m v =+-+① 子弹在物块A 中穿行的过程中,由能量守恒22201111()222A A fL mv mv M M v =--+②由①②解得23.510B L -=⨯m(3)子弹在物块A 中穿行过程中,物块A 在水平桌面上的位移为s 1,由动能定理:211()02A fs M M v =+-③子弹在物块B 中穿行过程中,物块B 在水平桌面上的位移为s 2,由动能定理2221122B A fs Mv Mv =-④ 由②③④解得物块B 到桌边的最小距离为:min 12s s s =+,解得:2min 2.510s m -=⨯考点:平抛运动;动量守恒定律;能量守恒定律.2.某小型设备工厂采用如图所示的传送带传送工件。
动能定理专题复习(考点+题型+专题练习)
21222121mv mv W -=21222121E mv mv W k -=∆=动能和动能定理第1步:讲基础一、动能:1、定义:物体由于运动而具有的能量叫动能.2、表达式:221mv E k =3、物理意义:动能是描述物体运动状态的物理量,是标量。
4、 单位:焦耳( J ) 二、动能定理: >1、内容:合力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
2、表达式:第2步:学技巧一、对动能定理的进一步理解 力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,即 。
1、式中的W ,是力对物体所做的总功,可理解为各个外力所做功的代数和,也可以理解为合力所做的功。
2、式中的k E ∆,是物体动能的变化,是指做功过程的末动能减去初动能。
3、动能定理的研究对象一般是单一物体,或者是可以看成单一物体的物体系。
4、动能定理表达式是一个标量式,不能在某个方向上应用动能定理。
&二、常用应用动能定理的几种情况1、动能定理适用于恒力、变力、直线、曲线运动。
2、动能定理是标量式,不涉及方向问题。
在不涉及加速度和时间的问题时,可优先考虑动能定理。
3、对于求解多个过程的问题可全程考虑,从而避开考虑每个运动过程的具体细节。
具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点。
(注意动能损失:例3和例4比较)4、变力做功问题。
在某些问题中,由于力F 大小的变化或方向的改变,不能直接由αcos Fl W =来求变力F 所做的功,此时可由其做功的效果——动能的变化来求变力F 所做的功。
三、经典例题 例1、(课本例题)一架喷气式飞机,质量m=5×103 kg ,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s =×102m时,达到起飞速度v=60m/s ,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的倍(k=,求飞机受到的牵引力. 分析: 研究对象:飞机研究过程:从静止→起飞(V=60m/s )适用公式:动能定理:2022121mv mv W -=合表达式:=-S f F )(221mv得到牵引力:Nkmg S mv F 42108.12⨯=+=例2、将质量m=2kg 的一块石头从离地面H=2m 高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h=5cm 深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力。
高考物理动能定理的综合应用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析
高考物理动能定理的综合应用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1.一辆汽车发动机的额定功率P =200kW ,若其总质量为m =103kg ,在水平路面上行驶时,汽车以加速度a 1=5m/s 2从静止开始匀加速运动能够持续的最大时间为t 1=4s ,然后保持恒定的功率继续加速t 2=14s 达到最大速度。
设汽车行驶过程中受到的阻力恒定,取g =10m/s 2.求:(1)汽车所能达到的最大速度;(2)汽车从启动至到达最大速度的过程中运动的位移。
【答案】(1)40m/s ;(2)480m 【解析】 【分析】 【详解】(1)汽车匀加速结束时的速度11120m /s v a t ==由P=Fv 可知,匀加速结束时汽车的牵引力11F Pv ==1×104N 由牛顿第二定律得11F f ma -=解得f =5000N汽车速度最大时做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知, 此时汽车的牵引力F=f =5000N由P Fv =可知,汽车的最大速度:v=P PF f==40m/s (2)汽车匀加速运动的位移x 1=1140m 2v t = 对汽车,由动能定理得2112102F x Pt fs mv =--+解得s =480m2.如图,固定在竖直平面内的倾斜轨道AB ,与水平光滑轨道BC 相连,竖直墙壁CD 高0.2H m =,紧靠墙壁在地面固定一个和CD 等高,底边长0.3L m =的斜面,一个质量0.1m kg =的小物块(视为质点)在轨道AB 上从距离B 点4l m =处由静止释放,从C 点水平抛出,已知小物块在AB 段与轨道间的动摩擦因数为0.5,达到B 点时无能量损失;AB段与水平面的夹角为37.(o 重力加速度210/g m s =,sin370.6=o ,cos370.8)o =(1)求小物块运动到B 点时的速度大小; (2)求小物块从C 点抛出到击中斜面的时间;(3)改变小物块从轨道上释放的初位置,求小物块击中斜面时动能的最小值. 【答案】(1) 4/m s (2)115s (3) 0.15J 【解析】 【分析】(1)对滑块从A 到B 过程,根据动能定理列式求解末速度;(2)从C 点画出后做平抛运动,根据分位移公式并结合几何关系列式分析即可; (3)动能最小时末速度最小,求解末速度表达式分析即可. 【详解】()1对滑块从A 到B 过程,根据动能定理,有:2B 1mglsin37μmgcos37mv 2-=o o ,解得:B v 4m /s =;()2设物体落在斜面上时水平位移为x ,竖直位移为y ,画出轨迹,如图所示:对平抛运动,根据分位移公式,有:0x v t =,21y gt 2=, 结合几何关系,有:H y H 2x L 3-==, 解得:1t s 15=; ()3对滑块从A 到B 过程,根据动能定理,有:2B 1mglsin37μmgcos37mv 2-=o o ,对平抛运动,根据分位移公式,有:0x v t =,21y gt 2=, 结合几何关系,有:H y H 2x L 3-==, 从A 到碰撞到斜面过程,根据动能定理有:21mglsin37μmgcos37l mgy mv 02-⋅+=-oo联立解得:22125y 9H 18H mv mg 21616y 16⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,故当225y 9H 1616y =,即3y H 0.12m 5==时,动能k E 最小为:km E 0.15J =; 【点睛】本题是力学综合问题,关键是正确的受力分析,明确各个阶段的受力情况和运动性质,根据动能定理和平抛运动的规律列式分析,第三问较难,要结合数学不等式知识分析.3.如图甲所示,倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行.在t =0时刻,将质量为1.0 kg 的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的最上端A 点,经过1.0 s ,物块从最下端的B 点离开传送带.取沿传送带向下为速度的正方向,则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g =10 m/s 2),求:(1)物块与传送带间的动摩擦因数;(2)物块从A 到B 的过程中,传送带对物块做的功. 【答案】3-3.75 J 【解析】解:(1)由图象可知,物块在前0.5 s 的加速度为:2111a =8?m/s v t = 后0.5 s 的加速度为:222222?/v v a m s t -== 物块在前0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向下,由牛顿第二定律得:1mgsin mgcos ma θμθ+=物块在后0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向上,由牛顿第二定律得:2mgsin mgcos ma θμθ-=联立解得:3μ=(2)由v -t 图象面积意义可知,在前0.5 s ,物块对地位移为:1112v t x =则摩擦力对物块做功:11·W mgcos x μθ= 在后0.5 s ,物块对地位移为:12122v v x t +=则摩擦力对物块做功22·W mgcos x μθ=- 所以传送带对物块做的总功:12W W W =+ 联立解得:W =-3.75 J4.质量为m =0.5kg 、可视为质点的小滑块,从光滑斜面上高h 0=0.6m 的A 点由静止开始自由滑下。
动能定理典型例题及解析(全聿物理)
⑵ ⑶若 F 为恒力,而且拉到该位置时小球的速度刚好为零来自应用动能定理解决多过程问题
2. 如图所示, ABC 为一固定的半圆形轨道, 轨道半径 R=0.4m, A、 C 两点在同一水平面上. 现从 A 点正上方 h=2m 的地方以 v0=4m/s 的初速度竖直向下抛出一质量 m=2kg 的小球(可视为质点) ,小球刚 好从 A 点进入半圆轨道.不计空气阻力,重力加速度 g 取 10 m/s2 . (1)若轨道光滑,求小球下落到最低点 B 时的速度大小; (2)若轨道光滑,求小球相对 C 点上升的最大高度; (3)实际发现小球从 C 点飞出后相对 C 点上升的最大高度为 h ' 2.5m,求小球在半圆轨 道上克服摩擦力所做的功. 【答案】 (1)8m/s; (2)2.8m; (3)6J
1 ' mvB 0 ,解得: s ' 1.6m 2
考点:考查了动能定理,圆周运动,牛顿第二定律的应用 4.【答案】 (1)2s ; (2) 6m/s ; (3) 8m 【解析】 试题分析: (1)物块先沿斜面匀加速下滑,设 AB 长度为 L,动摩擦因数为 μ, 下滑的加速度 mgsinθ-μmgcosθ=ma 解得:a=gsinθ-μgcosθ=3.6m/s2; 到达 B 点时速度 v
1 2 gt 2
v2 在最高点根据向心力公式 mg F m ,解得:F=3N R
由牛顿第三定律知小物块对轨道的压力 F F 3N (2)从出发到运动到轨道最高点的过程根据动能定理: mg 2 R 解得: v0 4 2 m s (3)设物块恰好能过轨道最高点时速度为 v ,则 mg m 再由动能定理: W f mg 2 R 代入数据解得: W f 0.6 J 考点:本题考查平抛运动、圆周运动及动能定理,意在考查学生的综合能力。
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动能定理题型及例题讲解
动能定理是物理学中的一个重要定理,描述了物体的动能与物体受力产生的功之间的关系。
动能定理的数学表达式是:动能的变化量等于物体受力所产生的功。
动能定理可以用来研究运动物体的动能与受到的力与加速度的关系,进而预测物体的行为元素、制造机器等。
动能定理题型:
1. 给出物体的初速度和末速度,求物体所受到的力所做的功;
2. 给出物体的初速度和末速度,求物体从初速度到末速度所经过的路程;
3. 以动能定理为基础,解决与碰撞有关的问题。
例题讲解:
【例题1】
一个质量为 2kg 的物体,以 10m/s 的速度移动,在 100N 的恒力作用下移动了 5s,这个物体的末速度是多少?
解答:
根据动能定理,物体动能的变化量等于所受到的力所做的功(KE= W)。
可以用以下公式计算物体末速度:
v^2 = v0^2 + 2ad,
其中v为物体末速度,v0为物体初速度,d为物体运动路程,a为物体加速度。
由于物体是在恒力的作用下移动了 5s,我们可以计算其加速度:
F=ma,a=F/m=100N/2kg=50m/s^2
物体的起点速度为 10m/s,这意味着 v0 = 10m/s。
为了计算物体的末速度,我们需要知道物体移动的路程。
d = 1/2at^2 = 1/2* 50m/s^2 * 5s^2 = 125m
现在我们可以使用上面的公式计算出物体的末速度:
v^2 = v0^2 + 2ad
v^2 = (10 m/s)^2 + 2*(50 m/s^2)*125 m
v^2 = 100 m^2/s^2+ 12500 m^2/s^2
v^2 = 12600 m^2/s^2
v = √(12600 m^2/s^2) ≈ 112.25 m/s
因此,这个物体的末速度约为 112.25 m/s。
【例题2】
一颗质量为 500g 的小球位于 500m 高的悬崖上。
该小球自由落体直落地面,那么它击中地面时的速度是多少?
解答:
这道题可以用动能定理和重力势能来解决。
球在从高处自由落体期间只有重力运动作用在它的上面。
首先,算出球从 500m 的位置到地面的重力势能变化:
ΔPE = mgh
其中 m 是小球的质量,g 是重力加速度,h 是高度差。
ΔPE = 0.5kg * 9.8m/s^2 * 500m = 2450 J
根据动能定理,动能的变化量等于所受到的力的功。
KE = W
设球在从 500m 的位置到地面的速度为 v,则
KE = 0.5mv^2
W = ΔPE = 2450 J
通过等量替换,得到
0.5mv^2 = 2450 J
将 m 和 v 代入上式,得到
v = √(2450 J / (0.5*0.5kg)) = √(49,000) = 221.36 m/s 因此,小球撞击地面时的速度是 221.36 m/s。